無線直放站在地鐵通信中的運用淺析

朱賽

摘要：本文介紹了地鐵通信系統的基本概念、無線直放站的技術原理，而后就地鐵機電施工過程無法實時通信這一問題提出了解決方案，對解決方案的理論基礎、組網架構、測試方案進行了詳細的闡述，最后對測試結果進行了分析，驗證了測試方案的可行性，以期為無線直放站在地鐵通信中的推廣運用提供幫助。

關鍵詞：無線直放站；地鐵通信；運用；技術原理；解決方案

1地鐵通信系統概述

實時通信一直以來都是地鐵機電施工過程存在的一個難題，這一問題的存在給現場施工以及管理等相關工作造成了許多不必要的麻煩，運用無線直放站能夠有效解決這一難題，使網絡信號覆蓋整個地鐵站，從而實現實時通信。地鐵通信系統是一個綜合性的網絡平臺，主要由三部分組成，分別是專業通信系統、警用通信系統、民用通信系統。地鐵通信系統的功能包括運營指揮、企業管理、服務乘客、傳遞信息，為此，地鐵通信系統的功能與地鐵和企業運營的效益存在十分密切的關系。地鐵通信系統具有可靠、靈活的優點，能夠傳遞各種信息。專業通信系統是地鐵通信系統的重要組成部分，其主要作用是為地鐵運行的高效性、安全性提供保障，確保地鐵交通服務的質量。警用通信系統的主要作用是為警方提供相關技術支持，民用通信系統的功能則是為公眾服務，滿足乘客的相關需求。為此，地鐵通信系統是地鐵站內通信必不可少的平臺。地鐵機電施工過程，地鐵內尚未搭建好通信系統，地鐵站內無法實現實時通信，利用無線直放站技術可以解決這一問題。

2無線直放站技術原理

直放站本質上是一種射頻信號放大系統，歸屬于移動通信系統，可將其看作功率放大器。現階段的無線通信網絡仍存在盲區或是一些信號差的區域，這使得直放站在無線通信系統中具有重要的應用價值。無線直放站在運營商無線網絡中的主要設置區域是城市中心區域或是一些比較偏遠的區域。城市中心區域或是一些密集了許多高層建筑的地方容易存在網絡盲區，需要設置無線直放站；一些比較偏遠的區域用戶量不多，運營商出于節約成本的目的會以無線直放站代替大型基站實現無線信號覆蓋。以使用位置為依據，可將直放站分為內部直放站、外部直放站，這兩種直放站覆蓋位置不同，射頻鏈路設計也存在差異。外部直放站的射頻鏈路設計相較于內部直放站而言更加簡潔，內部直放站工程不僅需要設計射頻鏈路，還需使用一些其他的器件。

圖1是無線直放站的技術原理圖，筆者將在下文對無線直放站的技術原理進行具體闡述。

圖1

無線直放站的技術原理如下：第一，下行方向，施主天線接收基站信號，基站信號由濾波器進行選頻濾波，低噪聲放大器將電平調整到規定水平，功放模塊放大基站信號，經過濾波處理后到達環形雙工器，通過重放天線發射；第二，上行方向，重放天線接收手機信號，經過濾波器后低噪聲放大器將電平調整到規定水平，功放模塊放大信號送至環形雙工器，通過施主天線發射。

考慮到地鐵機電施工過程施主天線與重放天線的隔離度，筆者建議使用一種基于干擾抵消技術的無線直放站對地鐵民用通信系統進行部署，這種無線直放站的原理圖如圖2所示。

圖2

3解決方案

筆者對無線直放站在地鐵通信中的運用構想如下：八木天線引入信號，內部無線直放站放大、轉發信號，多系統合路平臺（POI）實現信號合路，天饋系統完成無線信號覆蓋。為此，這個解決方案由信源模塊、POI模塊、天饋模塊組成。

首先，信源模塊。信源模塊的主要組成部分包括八木天線、無線直放站、不間斷電源、蓄電池。方案前期設計時，期望將八木天線部署在風井，但地鐵機電施工中風井是許多主設備的進入通道，為了避免設備進入過程損壞八木天線，將八木天線部署在環境比較穩定的消防出入口。同時，考慮到地鐵機電施工現場電流的穩定性，采用小型不間斷電源供電。

其次，POI模塊。一般情況下，POI模塊的組成包括多個同頻合路器、異頻合路器、連接線纜。濾波器是合路器的核心單元，合路器內部結構的設計、材料、鍍層厚度等多方面因素都對隔離度等核心指標具有直接影響。

最后，天饋模塊。在此方案中，天饋模塊的設置位置是站臺、站廳、軌道區間。

4測試方案及結果

測試方案的原理是在符合相關規范、要求的基礎上通過路測方法測試系統接收的信號場強。此次測試用到的軟件設備主要是Probe軟件和華為Mate8手機，來自三家通信運營商的測試員在處于機電施工過程的地鐵站內的的一些主要活動區間正常步行，利用手機測試系統接收到的信號場強。接收到的信號場強需要符合郵電部設計規范要求才能進行正常語音通信。三家通信運營商的測試結果均信號場強在合理范圍內，能實現正常語音通信。為此，此解決方案具有可行性。

5小結

利用無線直放站能夠有效解決地鐵機電施工過程無法實時通信的問題。文中筆者提出了具體的解決方案，并進行了測試，測試結果驗證了解決方案的可行性。但文中的解決方案針對的是地鐵機電施工過程的通信，要利用無線直放站解決地鐵土建施工過程的通信問題還需進行進一步研究。

參考文獻

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[2]安士偉.鐵路無線通信光纖直放站設置位置探討[J].科技創新與應用，2014，（25）：82-82.

（作者單位：南京地鐵運營有限責任公司）